Soluções com reações envolvendo neutralização

É realizada uma mistura de 100 mL de ácido fosfórico 0,3 mol/L; 200 mL de ácido clorídrico 0,5 mol/L e 100 mL de ácido sulfúrico 0,6 mol/L. A mistura é inicialmente neutralizada com 500 mL de hidróxido de sódio, e, o excesso é neutralizado com hidrogenocarbonato de potássio, gerando 1,176 L de gás nas CNTP. Com base nessas informações, determine:

a. A massa do sal utilizada;

b A concentração da base;

c. A concentração da base que deveria ser utilizada para a completa neutralização da mistura.

Massas molares (g/mol): H=1; C=12; O=16; Na= 23; P=31; S=32; Cl=35,5; K=39.

Spoiler:

a. 5,25 g ; b. 0,515 mol/L ; c. 0.62 mol/L

a) KHCO3 + H2O → KOH + H2O + CO2
(39 + 1 + 12 + 16*3) g -------- 22,4 L
x ----------------------------- 1,176 L
x = 5,25 g


b) Calcula-se, inicialmente, qual a acidez da mistura:

100 mL de H3PO4 0,3 M = 0,03 mols de H3PO4;
200 mL de HCl 0,5 M = 0,1 mol de HCl;
100 mL de H2SO4 0,6 M = 0,06 mols de H2SO4

0,03 mols de H3PO4 = 0,09 mols de H⁺;
0,1 mol de HCl = 0,1 mol de H⁺;
0,06 mols de H2SO4 = 0,12 mols de H⁺.

0,09 + 0,1 + 0,12 = 0,31 mols de H⁺.

Agora qual o número de íons hidrônio neutralizados pelo sal:

KHCO3 + H2O → KOH + H2O + CO2
100 g --------- 56 g
5,25 g -------- y
y = 2,94 g

56 g de KOH neutralizam 1 mol de íons hidrônio
2,94 g de KOH neutralizam z mols de íon hidrônio
z = 0,0525 mols

Restam, portanto, 0,31 - 0,0525 = 0,2575 mols de íon hidrônio para serem neutralizados pelo NaOH. Como a proporção da reação NaOH + H⁺ é de 1:1, sabe-se que há 0,2575 mols de NaOH em 500 mL. Multiplicando por dois então, para se obter o número de mols em 1 L:

0,2575*2 = 0,515 mol/L


c) Sabe-se, pelos cálculos realizados durante a resolução do item B da questão, que o número de íons hidrônio existentes na mistura é de 0,31 mols. Assim, para que a base neutralizasse por completo esses 0,31 mols de hidrônio, teria-se de possuir uma concentração de 0,31 mols de NaOH por 500 mL de solução; ou seja:

0,31*2 = 0,62 mol/L


Qualquer dúvida é só perguntar.

Valeu!!!